1,983 matches
-
mantalei trebuie să fie mai mică decât a lichidului din aparat în stare de repaus. Aburul de încălzire se introduce prin racordul superior pentru a elimina condensul, iar agentul termic lichid se introduce prin racordul inferior, pentru a asigura umplerea mantalei cu lichid. Presiunea agentului termic din manta nu trebuie să depășească 810 atmosfere. Pentru presiuni mai mari se poate folosi o suprafață de încălzire realizată din țevi, semițevi sau alte profile sudate pe suprafața exterioară a reactorului, figura 3
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
a lichidului din aparat în stare de repaus. Aburul de încălzire se introduce prin racordul superior pentru a elimina condensul, iar agentul termic lichid se introduce prin racordul inferior, pentru a asigura umplerea mantalei cu lichid. Presiunea agentului termic din manta nu trebuie să depășească 810 atmosfere. Pentru presiuni mai mari se poate folosi o suprafață de încălzire realizată din țevi, semițevi sau alte profile sudate pe suprafața exterioară a reactorului, figura 3.10. Din dimensionarea geometrică a reactorului rezultă
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
se poate folosi o suprafață de încălzire realizată din țevi, semițevi sau alte profile sudate pe suprafața exterioară a reactorului, figura 3.10. Din dimensionarea geometrică a reactorului rezultă suprafața reală de transfer de căldură, respectiv suprafața aparatului acoperită cu manta. Din dimensionarea termică se calculează suprafața de transfer de căldură necesară pentru menținerea regimului termic în reactor, numită suprafață calculată. Condiția care trebuie îndeplinită este ca suprafața reală de transfer de căldură să fie mai mare decât suprafața calculată. Dacă
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
de transfer de căldură necesară pentru menținerea regimului termic în reactor, numită suprafață calculată. Condiția care trebuie îndeplinită este ca suprafața reală de transfer de căldură să fie mai mare decât suprafața calculată. Dacă suprafața de transfer termic oferită de manta este mai mică decât suprafața calculată atunci se introduc în reactor elemente pentru transferul de căldură, sub formă de serpentine. Serpentinele pot fi așezate vertical în apropierea peretelui sau sunt dispuse concentric. Pentru calculul suprafeței de transfer de căldură se
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
xp se ia la temperatura peretelui de partea amestecului de reacție. Ecuația (3.64) este valabilă și în cazul amestecurilor de reacție cu comportare nenewtoniană. Valorile constantei C depind de geometria agitatorului și aparatului, de sistemul de transfer termic folosit (manta sau serpentină), tabelul 3.17. În tabelul 3.17 se dau ecuații criteriale pentru calculul coeficientului individual de transfer de căldură în reactoare tip autoclavă prevăzute cu agitator. In privința sistemului de agitare se fac următoarele precizări: x agitatoarele tip
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
coeficientul individual de transfer de căldură la folosirea agitatoarelor tip turbină, pentru valori ale criteriului Reynolds mai mari decât 1000. Agentul termic cel mai folosit pentru încălzirea amestecului de reacție din reactoare este aburul saturat care poate să circule prin manta sau prin serpentină interioară. Pentru calculul coeficientului individual de transfer de căldură la condensarea vaporilor pe suprafața exterioară a reactorului se folosește ecuația:(3.65) în care: t - căderea de temperatură prin filmul de condens, K H - înălțimea pe care
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
utile de temperatură. Calculul coeficientului individual de transfer de căldură, în cazul când nu are loc schimbarea stării de agregare a agentului termic, se face cu ajutorul ecuațiilor criteriale. In acest scop se calculează regimul de curgere al agentului termic prin manta sau prin serpentină. Funcție de valorile criteriului Reynolds se pot folosi următoarele ecuații criteriale: aRegim de curgere turbulent, Re > 104 25,0 43,08,0 Valorile mărimilor fizico-chimice din criterii se iau la temperatura medie a fluidului. Criteriul Prp se calculează
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
104 25,0 43,08,0 Valorile mărimilor fizico-chimice din criterii se iau la temperatura medie a fluidului. Criteriul Prp se calculează la temperatura peretelui de partea fluidului. Lungimea caracteristică din criterii este diametrul echivalent, la curgerea agentului termic prin manta, și diametrul interior al țevii la curgerea prin serpentine interioare. Valorile coeficientului de corecție l sunt date în tabelul 3.18. Atunci când agentul termic este apa, în regim de curgere turbulent, se poate folosi pentru calculul lui ecuația simplificată: ;0156
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
70) se iau la temperatura medie a fluidului. Criteriul Prp se calculează la temperatura peretelui de partea fluidului. Ecuația (3.72) se aplică la lichide și gaze în intervalul 10-1 < B < 104. Pentru viteze mici de curgere a lichidului prin manta poate avea loc suprapunerea convecției libere peste cea forțată, lucru de care trebuie să se țină seama în calculele de proiectare. (3.70) (3.71) Dacă Gr < 0,3 Re2 atunci efectul convecției libere asupra celei forțate este neglijabil. Dacă
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
se calculează cu ecuația: în care: - ti și tf reprezintă diferența dintre temperaturile celor două fluide la momentul inițial și respectiv final al procesului de încălzire, figura 3.14a. Cel de al doilea caz (b) se întâlnește la răcirea prin manta sau serpentină interioară a lichidelor din reactoarele prevăzute cu agitator sau la încălzirea amestecului de reacție cu agent termic care nu își schimbă starea de agregare. Temperatura amestecului de reacție din interiorul reactorului variază numai în timp, iar temperatura agentului
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
pentru Q, K și tm se calculează suprafața de transfer de căldură care se compară cu suprafața reală. In cazul în care suprafața reală de transfer de căldură este mai mare decât suprafața calculată rezultă că suprafața reactorului acoperită cu manta asigură transferul de căldură necesar desfășurării procesului chimic. Dacă suprafața calculată este mai mare decât suprafața reală atunci se încearcă intensificarea transferului de căldură și în acest sens se acționează asupra coeficientului global de transfer de căldură. Pentru a mări
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
transferului de căldură și în acest sens se acționează asupra coeficientului global de transfer de căldură. Pentru a mări valoarea lui K se acționează asupra lui cel mai mic. Dacă cel mai mic este al agentului termic care circulă prin manta atunci prin creșterea vitezei de circulație se obține o valoare mai mare pentru , funcție de regimul de curgere. In unele situații mantaua se face din semițevi ceea ce conduce la viteze de circulație a agentului termic în jur de l m/s
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
K se acționează asupra lui cel mai mic. Dacă cel mai mic este al agentului termic care circulă prin manta atunci prin creșterea vitezei de circulație se obține o valoare mai mare pentru , funcție de regimul de curgere. In unele situații mantaua se face din semițevi ceea ce conduce la viteze de circulație a agentului termic în jur de l m/s și valori ale coeficientului individual de transfer de căldură de 2 5 ori mai mari față de valorile care se realizează în
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
se face din semițevi ceea ce conduce la viteze de circulație a agentului termic în jur de l m/s și valori ale coeficientului individual de transfer de căldură de 2 5 ori mai mari față de valorile care se realizează în mantaua cilindrică. In cazul în care coeficientul individual de transfer de căldură cel mai mic este al amestecului de reacție din reactor atunci intensificarea agitării, prin creșterea numărului de turații ale agitatorului, conduce la valori de până la două ori mai mari
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
3, 4 sau 6 suporturi, pe un inel sau pe o virolă suport. Suporturile picior se asamblează direct pe fundul recipientului sau prin intermediul unei plăci de întărire. Suporturile picior se execută în trei tipuri:suporturi din oțel cornier, sudate pe mantaua recipientului, utilizate în recipiente cu diametrul nominal 150÷ 500 mm; - suporturi din țeavă, sudate pe fundul elipsoidal al recipientului, utilizate la recipiente cu diametrul nominal 600÷3200 mm; - suporturi din tablă, sudate pe fundul elipsoidal al recipientului, utilizate la recipiente
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
gravitațională, m/s2 Masa totală este dată de masa reactorului și a încărcăturii sale: M = MR + MAR + MAT (3.85) în care: MR - masa reactorului, kg MAR - masa amestecului de reacție, kg MAT - masa agentului termic, kg (se calculează pentru mantaua plină) Cunoscând greutatea totală a recipientului (sarcina totală de încărcare) se stabilește numărul de suporturi și se determină sarcina specifică pe un suport: (3.86) în care: n - numărul de suporturi. Se alege din STAS suportul cu sarcina specifică imediat
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
coeficientul de umplere. Din volumul reactorului se calculează diametrul știind că raportul înălțime/ diametru variază între 2,5 și 6. Diametrul rezultat din calcul se standardizează după care se calculează înălțimea reactorului cu ecuația (3.19) și dimensiunile geometrice ale mantalei (3.22, 3.24). Dacă volumul reactorului este prea mare se pot folosi baterii de reactoare. Bateriile de reactoare sunt formate din reactoare tip autoclavă cu agitare legate în serie. Numărul de reactoare din baterie poate fi determinat analitic sau
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
Verificarea suprafeței de transfer de căldură În cadrul acestei etape de proiectare se compară suprafața reală de transfer de căldură cu suprafața calculată. Condiția care trebuie îndeplinită este: calculatreal AA (3.90) Suprafața reală este dată de suprafața reactorului acoperită cu manta. Suprafața calculată se obține din ecuația de proiectare a aparatelor în care se realizează transferul de căldură, ecuația 3.37. 3.2.2. PROIECTAREA REACTOARELOR TIP COLOANĂ Proiectarea reactoarelor tip coloană depinde de modelul de curgere a fazelor, de viteza
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
căldură, αl, se calculează cu ecuațiile clasice, considerând că este prezentă numai faza lichidă (inclusiv la calcularea vitezei). Transferul de căldură în reactoarele tip coloană cu film descendent, este determinat de rezistența filmului de la perete. Aceste reactoare sunt prevăzute cu manta prin care circulă agenți de răcire, reacțiile fiind puternic exoterme (exemplu: diazotarea anilinei, sulfonarea dodecil-benzenului cu SO3). Pentru calculul coeficientului individual de transfer de căldură de partea filmului de lichid se pot folosi ecuațiile: a. (3.118) b. Rel > (3
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
cameră de reacție cu flacără; - reactoare tip cameră de reacție fără flacără Reactoarele tubulare tip serpentină sunt formate dintr-o țeavă montată în serpentină, cu diametrul constant sau variabil de-a lungul unui element. Majoritatea reactoarelor tubulare sunt prevăzute cu manta de răcire sau încălzire. In cazul reacțiilor endoterme care au loc la temperaturi înalte, serpentina de reacție se introduce într-un cuptor cu gaze de ardere. Aceste reactoare se folosesc pentru reacții în fază omogenă gazoasă sau lichidă și în
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
se calculează cu ecuația: (4.17) în care: b - numărul țevilor pe diagonala hexagonului; t - pasul, distanța dintre centrele a două țevi vecine de pe diagonala hexagonului; pasul se admite (1,2 1,5)·dext; e - distanța de la ultima țeavă la manta; se admite 10÷15 mm. Numărul de țevi de pe diagonala hexagonului este dat în tabelul 4.4, funcție de numărul total de țevi din reactor. Înălțimea reactorului se calculează cu relația: ch2h H (4.18) în care: h - înălțimea țevilor, m
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
de operare (încărcare, golire, spălare reactor ), timpul unei șarje se apreciază la 6 ore. Calcule de rezistență mecanică In vederea determinării grosimii peretelui reactorului se procedează la verificarea la presiunea interioară și exterioară. Reactorul funcționează la presiune atmosferică, iar în manta presiunea este de 3 ata. In acest caz presiunea de calcul este 6 at. pentru ambele verificări. Verificarea la presiune interioară a grosimii virolei cilindrice a reactorului se face cu ecuația (3.11), iar la presiune exterioară (presiunea de calcul
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
este de 3 ata. In acest caz presiunea de calcul este 6 at. pentru ambele verificări. Verificarea la presiune interioară a grosimii virolei cilindrice a reactorului se face cu ecuația (3.11), iar la presiune exterioară (presiunea de calcul din manta) se face cu ecuația (3.14): Puterea majorată, Pm, în perioada de regim constant devine: Pm =1,4·401 = 561,4 W Consumul de energie în perioada de pornire se calculează cu ecuația (3.27): Pp = (2,5 4 )ĂPm
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
unitar admisibil la torsiune se ia funcție de materialul de construcție al arborelui agitatorului; a = 120 180 kgf /cm2. 5.1.4. VERIFICAREA SUPRAFEȚEI DE TRANSFER DE CĂLDURĂ Transferul de căldură între agentul termic și amestecul de reacție se face prin manta. Condiția care trebuie îndeplinită este ca suprafața reală de transfer de căldură să fie mai mare decât suprafața calculată. În procesul de obținere a fenoxiacetatului de sodiu avem 3 faze: - încălzirea amestecului de reacție de la 20 la 90oC cu abur
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
Verificarea suprafeței de transfer de căldură se va face pentru două faze: încălzirea reactanților de la 20 la 90oC cu abur saturat; răcirea masei de reacție de la 90 la 35oC. Suprafața reală de transfer de căldură reprezintă suprafața reactorului acoperită cu manta: Ar = ·Dm·Hvm + Do2/4 Do - desfășurata; Do= 1,3928 m, Tabelul 3.5; Dm - diametrul mediu al reactorului Hvm - înălțimea virolei reactorului acoperită de manta; Suprafața calculată se obține din ecuația generală a transferului de căldură, ecuația (3.37
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]